内容正文:
第4章 绿色开花植物的生活方式
第1节 光合作用
光合作用的发现历程
一粒种子可以长成一棵参天大树,它生长和发育需要需要的营养物质来自于哪里呢?
土壤?雨水?空气?阳光?
为了寻找这个问题的答案,科学家们设计了一系列实验,通过观察并记录数据,揭示了隐藏在现象背后的科学原理。
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2
17世纪上半叶
海尔蒙特
1771年
普利斯特利
1779年
英格豪斯
1782年
瑟讷比埃
1804年
索绪尔
1864年
萨克斯
1883年
恩吉尔曼
历经近200年
光合作用探究历程
柳树的生长之谜
17世纪以前,人们一直认为:植物生长所需的营养物质全都来源于土壤中。
植物生长所需的营养物质全都来源于土壤。
海尔蒙特实验
柳苗2.3kg
干土90kg
柳树76.8kg
干土89.94kg
柳苗增重74.5kg
土壤减少0.06kg
1.海尔蒙特实验只用纯净的雨水浇灌柳苗,柳苗由小长大而土壤的重量几乎不发生变化,这能说明什么问题?
结论:柳苗生长所需的物质,并非从土壤里面获取,水才是使植物增重的物质。
1.海尔蒙特的实验结论完全正确吗?还应考虑什么因素?
还需考虑空气因素
普利斯特利实验
将一支点燃的蜡烛和一盆绿色植物放到一个密闭的玻璃罩里,植物能够长时间地活着,蜡烛也没有熄灭。
把一只小鼠放到密闭的玻璃罩里,不久蜡烛熄灭了,小鼠死去了。
把一盆绿色植物和一只小鼠同时放到一个密闭容器里,植物和小鼠则都能够正常地活着。
实验二
实验一
实验三
蜡烛熄灭,
老鼠死亡。
植物活着,
蜡烛燃烧。
结论:绿色植物能净化空气。
植物活着,
老鼠活着。
普利斯特利实验
深入思考
当人们重复普利斯特利的实验时,有的获得成功,有的总是失败,甚至发现植物还会更严重地污染空气。为什么学者们会得到不同的实验结果呢?
人们重复普里斯特利实验时,实验控制的条件不同,实验结果就不会相同。
?
英格豪斯的实验进一步证实了只有在光的照射下才能净化空气,普利斯特利的实验才能成功!
光照
黑暗
英格豪斯实验
英格豪斯发现,光照下的绿色植物能够释放气体。这种释放气体的能力在夕阳西下时降低,日落后则完全停止。
1782年瑞士瑟讷比埃:植物在光下释放氧气的同时,还吸收空气中的二氧化碳。
1804年瑞士索绪尔:绿色植物在光下同时还要消耗水。
科学进展
暗处理
照光
碘蒸气熏蒸
把绿叶放在暗处数小时,消耗叶片中部分营养物质。
然后把叶片的一部分暴露在光下,另一部分遮光。
经过一段时间后,用碘蒸气处理叶片,结果遮光的部分叶片无颜色变化,而照光的一部分叶片显示深蓝色。
萨克斯实验
萨克斯实验
萨克斯的实验使人们认识到,绿色植物在光照下不仅能够释放氧气,而且能够合成淀粉等物质,供给植物生长发育等生命活动利用。
时间 科学家 实验成果
古希腊 亚里士多德 植物所需全部物质来自( )
17世纪上半叶 比利时的海尔蒙特 使植物增重的唯一物质是( )
1771年 英国的普利斯特利 绿色植物能净化因燃烧或动物呼吸而变得污浊的空气
1779年 荷兰的英格豪斯 绿色植物( )才利用二氧化碳,释放气体
土壤
水
在光下
科学家们研究光合作用的过程
时间 科学家 实验成果
1782年 瑞士的瑟讷比埃 绿色植物在放出( )的同时吸收( )气体
1804年 瑞士的索绪尔 绿色植物生长需要水
1864年 德国的萨克斯 绿色植物在光下合成( )
氧气
二氧化碳
淀粉
科学家们研究光合作用的过程
1897年,科学家首次把绿色植物的上述生理活动称为光合作用
综上
1
绿色植物在光下释放氧气,吸收二氧化碳
2
绿色植物在光下消耗水
3
绿色植物在光下合成淀粉
光合作用的原料、条件、产物各是什么?这样一个生产加工的过程是在哪进行的呢?
光
淀粉
氧气
二氧化碳
水
叶绿体
原料
产物
条件
场所
1.(2022新课标·情境素材)比利时科学家海尔蒙特将2.3 kg的柳树种在90 kg土壤的木桶里,只浇灌纯净的雨水。5年后,柳树长到76.8 kg。该实验说明增加的重量主要来源于( )
A.土壤中的无机盐 B.土壤中的水
C.大气中的氧气 D.大气中的二氧化碳和土壤中的水
B
A.海尔蒙特的实验说明柳树生长增重的物质主要来自土壤和水
B.普利斯特利的实验证明植物每时每刻都能更新污浊的空气
C.萨克斯的实验中,暗处理叶片的目的是消耗掉叶片中的氧气
D.光合作用是众多科学家通过无数复杂的实验逐渐认识的
2.如图是绿色植物光合作用发现历程的几个经典实验,下列有关叙述正确的是( )
D
4.该实验得出植物能够更新由于动、植物呼吸而变得污浊的空气。后来的实验还说明植物光合作用消耗了( )
A.二氧化碳 B.氧气 C.氮气 D.水蒸气
3.图甲中,小鼠死亡了是因为小鼠呼吸消耗完玻璃罩里的( )
A.二氧化碳 B.氧气
C.氮气 D.水蒸气
【主题探究】如图是英国科学家普利斯特利做过的一个实验示意图(注:玻璃罩是密封的),请回答3~4题。
B
A
(1)在比利时科学家海尔蒙特的实验中,泥土的质量减少了近60克,主要原因是
5.居里夫人曾经说过:光合作用是地球上最伟大的魔术。人类对光合作用的探究历程见证了一代代科学家严谨求实的科学态度、坚韧不拔的科学品质和敢于质疑的科学精神。到目前为止,共有8次诺贝尔奖的桂冠被从事光合作用研究的12名科学家摘取。请完成下列相关经典实验的问题。
土壤中的无机盐被植物吸收利用了
(2)英国科学家普利斯特利的实验中②和 对照,说明植物能够 由于小鼠呼吸而变得污浊的 。后来,其他科学家的实验相继证明,植物的光合作用能吸收二氧化碳,释放 。
(3)德国科学家萨克斯的实验证明 是光合作用的产物,而 是进行光合作用的必要条件。
光
淀粉
氧气
空气
净化(或“更新”)
④
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